DE1211761B - Aufsatz fuer Blockformen und aehnliche Giessformen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B22d

Deutsche Kl.: 31c-10/05-

P-:L SL m JS"*

Hummer: 1211761 /£&.,-

Aktenzeichea: S 879B5 VI .a/31 c

Anmeldetag: 16. Oktober 1963

Auslegetag: 3. März 1966

Die Erfindung betrifft einen Aufsatz für Blockformen zum Gießen von Stahl und gegebenenfalls von anderen Metallen. Der Aufsatz hat die Aufgabe, den oberen Teil der Schmelze von den Wänden der Gießform zu isolieren, um die Erstarrung des oberen Teiles zu verzögern und so in diesem die Bildung von Hohlräumen in Form von sogenannten Lunkern zu verhindern.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Blockformaufsätze aus einem feinkörnigen feuerfesten Material herzustellen, das mit einem faserartigen Material gemischt und gegebenenfalls durch ein Bindemittel haftend verbunden ist. Hierbei ist es wesentlich, daß das feuerfeste Material eine Korngröße hat, die innerhalb bestimmter Grenzen liegt. Ferner wurde festgestellt, daß ein zu feines Material, beispielsweise Ton, mit Korngrößen unter 2 Mikron unbefriedigende Ergebnisse liefert, da bei einem derartigen Aufsatz unter anderem leicht Risse auftreten. Eine zu große Korngröße ergibt eine geringe Bindigkeit und Festigkeit der Warmhaube.

Das feinkörnige feuerfeste Material kann z. B. Quarz, Silikat, Olivin, Sehlacke, z. B. Hochofenschlacke, und basisches Material, wie Magnesiumoxyd, enthalten. Diese Materialien können entweder in Mischung miteinander oder einzeln verwendet werden.

Als organisches faserartiges Material können feinzerteiltes Abfallpapier, Papierbrei oder andere organische Fasern, vorzugsweise Pflanzenfasern, verwendet werden. Die Menge dieses Materials soll mit Rücksicht auf die Gefahr der Gasbildung aus dem Aufsatz nicht zu groß sein, da hierdurch der obere Teil des Blockes beschädigt wird. Eine obere ■ Grenze von 15, höchstens 20 Gewichtsprozent und vorzugsweise 10 Gewichtsprozent hat sich als zweckmäßig erwiesen. Zusammen mit dem organischen Fasermaterial kann auch ein feuerfestes Fasermaterial, wie Asbest, Steinwolle od. dgl., verwendet werden. Eine Menge von bis zu 10% oder vorzugsweise bis zu 8% Asbest, z.B. zwischen 1 und 5%, hat sich als zweckmäßig erwiesen. Gegebenenfalls kann das organische Fasermaterial ganz weggelassen werden, wenn das feuerfeste Fasermaterial im Gemisch in ausreichender Menge enthalten ist, um eine gute Kohäsion des Aufsatzes zu erzielen.

Als Bindemittel für den Aufsatz ist ein organischer Kleber geeignet, z. B. ein Kunstharzkleber, und zwar bis zu einer Menge von 12, vorzugsweise bis zu 10 Gewichtsprozent der trockenen Masse, Andere Bindemittel, z. B. Wasserglas, sind zusammen mit einem solchen Kleber oder statt diesem möglich.

Aufsatz für Blockformen und ähnliche
Gießformen

Anmelder:

Sandvikens Jernverks Aktiebolag,

Sandviken (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 4

Als Erfinder benannt:

Hans Holmar De Geer, Sandviken (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 27. Oktober 1962 (11562)

Gegebenenfalls kann ein gesondertes Bindemittel völlig weggelassen werden, besonders dann, wenn organische Fasern im Aufsatz enthalten sind und der Aufsatz statt dessen zusammengepreßt wird, um eine feste Kohäsion zu erzielen.

Als Beispiel einer geeigneten Materialzusammensetzung kann ein Gemisch erwähnt werden, bestehend aus 3 bis 9% organischem Fasermaterial, vorzugsweise Papier oder Papierbrei, 1 bis 8% Bindemittel, vorzugsweise ein Naturharz- oder Kunstharzkleber, 0 bis 5°/o feuerfestem Fasermaterial, wie Asbest od. dgl., und 82 bis 94%. feinkörnigem feuerfestem Material, wie Quarz, Silikat, Olivin, Schlacke, und/oder basische Materialien, wie Magnesiumoxyd. Die erwähnten Grenzen können oft mit Vorteil noch enger gewählt werden, in der Weise, daß das Gemisch 4 bis 8% organisches Fasermaterial, 2 bis 5°/o Bindemittel, 1 bis 4% feuerfestes Fasermaterial und 85 bis 91% feinkörniges feuerfestes Material enthält.

Wie erwähnt, ist es für die Brauchbarkeit des Aufsatzes unerläßlich, daß das feinkörnige Material, das ja den Hauptteil der Bestandteile des Aufsatzes bildet, eine geeignete Korngröße sowie eine geeignete Verteilung dieser Korngröße hat. Dies steht unter anderem in Zusammenhang mit der Herstellung von Aufsätzen aus dieser Art Material. Die Herstellung erfolgt durch Verrühren des Materials mit Wasser

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und Sedimentieren zu einem Kuchen unter Druck auf einem Filtertuch von geeigneter Form. Der Kuchen wird sodann vom Filtertuch entfernt und getrocknet. Wenn das feinkörnige Material zu viel an nur grobkörnigem Gut enthält, wird die Aufschlämmung durch den Druck durch die Öffnungen zwischen den Kömern hindurchgepreßt, was eine ungleichmäßige Durchdringung und eine ungleichmäßige Sedimentation des Materials zur -Folge hat. Die Festigkeit des Aufsatzes ist ferner ebenfalls nicht gut, wenn große Zwischenräume zwischen den Körnern bestehen. Wenn andererseits das Material zu feinkörnig ist, wird der Fluß während des Sedimentationsvorganges bei der Herstellung zu gering, so daß im Aufsatz beim Trocknen ebenfalls Risse auftreten. So hat es sich als unzweckmäßig erwiesen, nur Ton zu verwenden, der eine Korngröße kleiner als 0,005 bis 0,002 mm hat. Sand allein hat sich aus den vorangehend angegebenen Gründen ebenfalls als nicht brauchbar erwiesen. Ferner hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines Materials mit einer Korngröße zwischen diesen beiden Grenzen unzweckmäßig ist, wenn die Größe auf nur einen engen Korngrößenbereich beschränkt ist.

Es ist daher besonders wichtig, daß die Verteilung des Materials innerhalb des tatsächlichen Größenbereiches relativ gestreut ist. Die Korngrößen sollen in der Hauptsache innerhalb des Bereiches von 0 bis 1 mm liegen, so daß mindestens 50 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des feinkörnigen feuerfesten Materials durch ein Sieb mit 0,84 mm lichter Maschenweite (20 mesh nach der US-Standard-Siebreihe) hindurchtreten, wobei mindestens 20% ausreichend feinkörnig sind, um auch durch ein Sieb mit 0,105 mm lichter Maschenweite (140 mesh) hindurchzutreten. Gleichzeitig sollen mindestens 4O°/o des Materials eine solche Grobverteilung haben, daß höchstens 60 %> durch ein Sieb von 0,053 mm lichter Maschenweite (270 mesh) und höchstens_90% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,105 mm (140 mesh) hindurchtreten. Im allgemeinen sollen mindestens 80%, vorzugsweise 90 und oft 100%, durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm hindurchtreten. ·

Um eine noch gleichmäßigere Verteilung der Korngrößen zu erzielen, ist es zweckmäßig, ein Material zu verwenden, von dem mindestens 40% eine derartige Korngröße aufweist, daß es durch ein Sieb hindurchtritt, das eine lichte Maschenweite von 0,297 mm (50 mesh) hat, jedoch auf einem Sieb zurückbleibt, dessen lichte Maschenweite 0,053 mm (270 mesh) beträgt, und von dem mindestens 30% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,149 mm (100 mesh) hindurchtreten und mindestens 20% durch ein Sieb mit der lichten Maschenweite von 0,105 mm (140 mesh).

In bestimmten Fällen kann das feinkörnige feuerfeste Material verhältnismäßig große Mengen der feinsten Fraktionen enthalten, so daß mindestens / 20% und höchstens 70% durch ein Sieb mit der lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) irindurchtreten, wobei die Verteilung ferner derart sein kann, daß mindestens 20% durch ein Sieb-mit einer lichten Maschenweite von 0,053 mm (270^:mesh) hindurchtreten. Die Menge des durch dieses Sieb hindurchtretenden Materials soll, wie erwähnt, unter 60% liegen und im allgemeinen unter 50% betragen.

Um eine gute Größenverteilung zu erzielen, ist es zweckmäßig, daß das Material Fraktionen enthält, jede umfassend mindestens' 5<*/ο der Gesamtmenge des feinkörnigen feuerfesten Materials von einer solchen Korngröße, daß die größte Fraktion durch ein Sieb' von 0,210 mm- hindurchtritt, -jedoch auf einem Sieb von 0,149 mm bleibt, die folgenden durch das Sieb von 0,149 mm hindurchtreten, jedoch auf -dem Sieb von 0,105 mm bleiben, während die feinste Fraktion durch das Sieb von 0,105 mm hindurchtritt und auf dem Sieb von 0,074 mm bleibt.

Als Beispiel für einen erfindungsgemäßen Aufsatz kann eine Zusammensetzung erwähnt werden, enthaltend 3 % Bindemittel in Form eines Kunstharzklebers, 6% organisches Fasermaterial in Form von feinvermahlenem Abfallpapier, 2% feuerfestes Fasermaterial in Form von Asbest, Rest feinkörniges feuerfestes Material in Form von Quarzitpulver, welches eine Korngrößenverteilung wie folgt aufweist:

Sieb	Auf dem Sieb
mit einer lichten Maschenweite	verbleibende Menge
in mm	in °/o
0,84	0
0,59	• 0
0,42	0
0,297	7
0,210	21
0,149 -	22
0,105	15
0,074	18
Siebrückstand	17

Als weiteres Beispiel kann ein Aufsatz erwähnt werden, enthaltend 4% Kunstharzkleber, 7% vermahlenes Papier, 3% Asbest, Rest Olivinpulver mit der folgenden Korngrößenverteilung:

Sieb	Auf dem Sieb
mit einer lichten Maschenweite	verbleibende Menge
in mm	in %
0,84	0
0,59	1
0,42	2
0,297	3
0,210	. 6
0,149	11
0,105	9
0,074	12-
0,053	9
Siebrückstand	47

Der erfindungsgemäße Aufsatz kann z. B. die Gestalt einer Auskleidung haben, welche um die Öffnung der Gießform herum an deren Innenseite angeordnet ist, von den Wänden der Gießform getragen wird und gegen diese anliegt. Es ist dann zweckmäßig, diese Auskleidung gesondert herzustellen, die aus einer Anzahl von Platten besteht, welche um den Rand der Blockform herum mit Hilfe von geeigneten Aufhängeelementen, beispielsweise Flansche, die über den oberen Rand der Blockform abstehen, aufgehängt sind. Die Dicke der Platten soll 6 bis 20 mm, vorzugsweise 8 bis 16 mm,

je nach der Größe der Blockform und des Blockes, betragen. Die Erfindung ist ferner auf haubenförmige Blockformaufsätze anwendbar, die, umgeben von einer besonderen Traghaube, am oberen Ende der Blockform angebracht werden. Die Anwendung der Erfindung ist natürlich nicht auf irgendeine bestimmte geometrische Form der Warmhaube bzw. des Blockaufsatzes beschränkt, sondern kann bei Blockaufsätzen von verschiedenen Formen angewendet werden.

Obwohl die Erfindung vorangehend in Verbindung mit einem Material für Blockformaufsätze beschrieben wurde, kann sie natürlich auch in Verbindung mit Materialien für Gießformen zum Gießen von Stahl und anderen Metallen angewendet werden.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Aufsatz für Blockformen und ähnliche Gießformen zum Gießen von Stahl oder anderen Metallen, wobei der Blockformaufsatz aus einer Masse besteht, die zu einem größeren Teil feinkörniges feuerfestes Material und außerdem faserartiges Material und/oder ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß von der Gesamtmenge des feinkörnigen feuerfesten Materials mindestens 50 Gewichtsprozent eine Korngröße unter 0,84 mm, mindestens 20 und höchstens 90% eine Korngröße unter 0,105 mm und höchstens 60% eine Korngröße unter 0,053 mm aufweisen.

2. Aufsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, des feinkörnigen feuerfesten Materials eine Korngröße unter 0,84 mm aufweisen.

3. Aufsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 40% der Gesamtmenge des feinkörnigen feuerfesten Materials eine Korngröße unter 0,297 mm, jedoch über 0,053 mm, mindestens 30% der Gesamtmenge eine Korngröße unter 0,149 mm sowie mindestens 20% einer Korngröße unter 0,105 mm aufweisen.

4. Aufsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20 und höchstens 70% des feinkörnigen feuerfesten Materials eine Korngröße unter 0,074 mm aufweisen.

5. Aufsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20% des feinkörnigen feuerfesten Materials eine Korngröße unter 0,053 mm aufweisen.

6. Aufsatz nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörnige feuerfeste Material so verteilt ist, daß es einen Bruchteil umfaßt, dessen Korngröße unter 0,210 mm, jedoch über 0,149 mm liegt, einen Bruchteil, dessen Korngröße unter 0,149 mm, jedoch über 0,105 mm liegt, und einen Bruchteil, dessen Korngröße unter 0,105 mm, jedoch über 0,074 mm liegt, wobei jeder Bruchteil mindestens 5% der Gesamtmenge des feinkörnigen feuerfesten Materials umfaßt.

7. Aufsatz nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörnige feuerfeste Material mindestens 10% eines Bruchteils einer Korngröße zwischen 0,105 und 0,074 mm enthält.

8. Aufsatz nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch bis zu 20%, vorzugsweise bis zu 10 %, organisches Fasermaterial und/oder bis zu 10%, vorzugsweise bis zu 8%, feuerfestes Fasermaterial sowie bis zu 12%, vorzugsweise bis zu 10%, eines Bindemittels.

9. Aufsatz nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch 3 bis 9 % organisches Fasermaterial, vorzugsweise Papier oder Papierbrei, 1 bis 8% Bindemittel, vorzugsweise einen Kleber, beispielsweise einen Harzkleber, 0 bis 5 % feuerfestes Fasermaterial, wie Asbest od. dgl., und 82 bis 94% feinkörniges feuerfestes Material, wie Quarz, Silikat, Olivin, Schlacke, und/ oder basische Materialien, wie Magnesiumoxyd.

10. Aufsatz nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch 4 bis 8% eines organischen Fasermaterials, 2 bis 5% eines Bindemittels, 1 bis 4% eines feuerfesten Fasermaterials und 85 bis 91% feinkörniges feuerfestes Material.

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